JPS63487A - 含クロム溶射金属被覆層上に酸化皮膜を有する耐熱部材 - Google Patents
含クロム溶射金属被覆層上に酸化皮膜を有する耐熱部材Info
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- JPS63487A JPS63487A JP14145786A JP14145786A JPS63487A JP S63487 A JPS63487 A JP S63487A JP 14145786 A JP14145786 A JP 14145786A JP 14145786 A JP14145786 A JP 14145786A JP S63487 A JPS63487 A JP S63487A
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Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、高温強度、高温耐摩耗性、高温耐食性、高温
耐焼付性、溶融金属や溶融ガラスなど接触材質との耐反
范性に優れた含クロム溶射金属被覆層上に酸化被膜を有
する耐熱部材に関するものであり、特に高温(400℃
以上)で使用される部材、例えばタービンなどの燃焼筒
およびブレード、熱処理炉内に設置されるロール、ガラ
ス成形用部材、溶融金属浴の浸漬部材、およびエンジン
のシリンダー、ピストンなどに用いられる。
耐焼付性、溶融金属や溶融ガラスなど接触材質との耐反
范性に優れた含クロム溶射金属被覆層上に酸化被膜を有
する耐熱部材に関するものであり、特に高温(400℃
以上)で使用される部材、例えばタービンなどの燃焼筒
およびブレード、熱処理炉内に設置されるロール、ガラ
ス成形用部材、溶融金属浴の浸漬部材、およびエンジン
のシリンダー、ピストンなどに用いられる。
(従来の技術)
近年、化学技術の発展に伴い卒業界においては、高温雰
囲気下で使用される部材が多くなり、種々の高温材料が
検討されている。この場合、部材表面のみに高温耐摩耗
性、高温耐食性および耐焼付性などの高温特性をもたせ
ることが試みられている。その方法としては拡散メッキ
法、物理的蒸着法および溶射法などが知られている。
囲気下で使用される部材が多くなり、種々の高温材料が
検討されている。この場合、部材表面のみに高温耐摩耗
性、高温耐食性および耐焼付性などの高温特性をもたせ
ることが試みられている。その方法としては拡散メッキ
法、物理的蒸着法および溶射法などが知られている。
(発明が解決しようとする問題点)
前記拡散メッキ法では十分な高温耐食性が得られず、ま
た物理的蒸着法は高価で部材の大きさに制限があるなど
の欠点がある。溶射法によるセラミックの被覆層は機械
的熱的衝撃に弱(、また溶射法による高温用超合金の被
覆層は高温耐摩耗性に劣り、高温雰囲気下で使用される
耐熱部材としては十分満足し得るものとなっていない。
た物理的蒸着法は高価で部材の大きさに制限があるなど
の欠点がある。溶射法によるセラミックの被覆層は機械
的熱的衝撃に弱(、また溶射法による高温用超合金の被
覆層は高温耐摩耗性に劣り、高温雰囲気下で使用される
耐熱部材としては十分満足し得るものとなっていない。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、従来技術の有する前記問題点を除去・改善す
ることのできる優れた特性を存する耐熱部材を提供する
ことを目的とするものであり、特許請求の範囲記載の方
法を提供することによって、前記目的を達成することが
できる。すなわち、1、溶射金属被覆層を有する耐熱部
材において、前記溶射金属被覆層はNi50〜85%、
残部Crと不可避的不純物よりなり、前記溶射金属被覆
層の少なくとも一部の表面ならびに開放気孔が酸化クロ
ムにより被覆および/または充填されており、かつ前記
被覆層と酸化クロムは強固に結合されてなる耐熱部材。
ることのできる優れた特性を存する耐熱部材を提供する
ことを目的とするものであり、特許請求の範囲記載の方
法を提供することによって、前記目的を達成することが
できる。すなわち、1、溶射金属被覆層を有する耐熱部
材において、前記溶射金属被覆層はNi50〜85%、
残部Crと不可避的不純物よりなり、前記溶射金属被覆
層の少なくとも一部の表面ならびに開放気孔が酸化クロ
ムにより被覆および/または充填されており、かつ前記
被覆層と酸化クロムは強固に結合されてなる耐熱部材。
2、 前記溶射金属被覆層の厚さは0.05〜3.0重
量の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の耐熱部材。
量の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の耐熱部材。
3、溶射金属被覆層を有する耐熱部材において、前記溶
射金属被覆層はC0.Niの何れか少なくとも1種50
〜71%、Al 5〜13%、Y0.5〜1.0%、残
部Crと不可避的不純物よりなり、前記溶射金属被覆層
の少なくとも一部の表面ならびに開放気孔が酸化クロム
により被覆および/または充填されており、かつ前記被
覆層と酸化クロムは強固に結合されてなる耐熱部材。
射金属被覆層はC0.Niの何れか少なくとも1種50
〜71%、Al 5〜13%、Y0.5〜1.0%、残
部Crと不可避的不純物よりなり、前記溶射金属被覆層
の少なくとも一部の表面ならびに開放気孔が酸化クロム
により被覆および/または充填されており、かつ前記被
覆層と酸化クロムは強固に結合されてなる耐熱部材。
4、前記溶射金属被覆層の厚さは0.05〜3.Onn
の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載の耐熱部材に関するものである。
の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載の耐熱部材に関するものである。
次に本発明の詳細な説明する。
高温雰囲気で使用される部材の金属基体としては、合金
崎、耐熱鋼、Nj基合金およびCo基合金で使用される
場合が多い。この金属基体は脱脂。
崎、耐熱鋼、Nj基合金およびCo基合金で使用される
場合が多い。この金属基体は脱脂。
脱錆などの前処理を施され、Ni50〜85%。
残部Crと不可避的不純物よりなる溶射金属被覆層およ
び/またはC0.Niの何れか少なくとも1種50〜7
1%、 Al5〜13%、Y0.5〜1.0%、残部C
rと不可避的不純物よりなる溶射金属被覆層が、溶射法
により0.05〜3.Ommの厚さに施された。その溶
射金属被覆層に可溶性クロム化合物の溶液1例えば無水
クロム酸(CrO3)。
び/またはC0.Niの何れか少なくとも1種50〜7
1%、 Al5〜13%、Y0.5〜1.0%、残部C
rと不可避的不純物よりなる溶射金属被覆層が、溶射法
により0.05〜3.Ommの厚さに施された。その溶
射金属被覆層に可溶性クロム化合物の溶液1例えば無水
クロム酸(CrO3)。
硫酸クロム(Cf”z (S O4)3)、塩化クロム
(CrC12)などを塗布した後、溶液中のCrO,が
Cr、 03に化学変化するに充分な温度、すなわち2
50°C以上、より好ましくは500℃前後まで加熱し
、その後常温まで冷却する一連の処理(可溶性クロム化
合物溶液の塗布−加熱−冷却)を1回および/または2
回以上施した。この処理により、溶射被覆層表面の少な
くとも一部は酸化クロムによって被覆されており、かつ
溶射被覆層に存在する一部気孔が酸化クロムによって充
填され、酸化クロムと前記溶射被覆層が強固に結合され
る。
(CrC12)などを塗布した後、溶液中のCrO,が
Cr、 03に化学変化するに充分な温度、すなわち2
50°C以上、より好ましくは500℃前後まで加熱し
、その後常温まで冷却する一連の処理(可溶性クロム化
合物溶液の塗布−加熱−冷却)を1回および/または2
回以上施した。この処理により、溶射被覆層表面の少な
くとも一部は酸化クロムによって被覆されており、かつ
溶射被覆層に存在する一部気孔が酸化クロムによって充
填され、酸化クロムと前記溶射被覆層が強固に結合され
る。
前記溶射金属被覆層は、金属基体との密着性に優れ、か
つ高温耐食性を有するが、金属であるために耐摩耗性に
関しては劣るという欠点がある。
つ高温耐食性を有するが、金属であるために耐摩耗性に
関しては劣るという欠点がある。
一方、前記溶射金属被覆層に酸化クロムを強固に分散結
合させることによって、高温耐摩耗性に優れた皮膜を提
供すると共に、酸化クロムを複合することによってさら
に高温耐食性を向上させ、また高温での耐焼付性、溶融
金属や溶融ガラスなど接触材質との耐反応性などに優れ
た特性を有する酸化クロム複合皮膜を提供した。
合させることによって、高温耐摩耗性に優れた皮膜を提
供すると共に、酸化クロムを複合することによってさら
に高温耐食性を向上させ、また高温での耐焼付性、溶融
金属や溶融ガラスなど接触材質との耐反応性などに優れ
た特性を有する酸化クロム複合皮膜を提供した。
次に本発明の耐熱部材においてCrの最低含有量は15
%である。このようにCr含有量を最低15%必要とす
る理由を本発明者らの実験を参照して説明する。
%である。このようにCr含有量を最低15%必要とす
る理由を本発明者らの実験を参照して説明する。
溶射金属被覆層中のCr含有量が50%まで変化するよ
うに、48%C0.40%Ni 、 11.4%AIお
よび0.6%Yよりなる溶射材料に添加するCr量を変
化させてなる溶射材料をCo−Ni合金に溶射した。そ
の溶射金属被覆層にクロム酸液(比重1.50)を塗布
した後、550℃に加熱し、その後冷却して酸化クロム
複合皮膜を形成させたそれぞれの試験片を作成した。こ
れらの試験片を1000℃に1時間加熱した後、水冷す
る熱衝撃試験を繰り返し、酸化クロムと溶射金属被覆層
とが剥離するまでの回数、すなわち剥離指数を求めた。
うに、48%C0.40%Ni 、 11.4%AIお
よび0.6%Yよりなる溶射材料に添加するCr量を変
化させてなる溶射材料をCo−Ni合金に溶射した。そ
の溶射金属被覆層にクロム酸液(比重1.50)を塗布
した後、550℃に加熱し、その後冷却して酸化クロム
複合皮膜を形成させたそれぞれの試験片を作成した。こ
れらの試験片を1000℃に1時間加熱した後、水冷す
る熱衝撃試験を繰り返し、酸化クロムと溶射金属被覆層
とが剥離するまでの回数、すなわち剥離指数を求めた。
第1図に溶射金属被7g1層中のCr含有量と剥離指数
との関係を示す。同図よりCr含有量が15%以下にな
ると剥離指数が急激に低下することがわかる。従って、
酸化クロムと溶射金属被覆層との剥離を防止するため、
Cr含有量は15%以上にする必要がある。
との関係を示す。同図よりCr含有量が15%以下にな
ると剥離指数が急激に低下することがわかる。従って、
酸化クロムと溶射金属被覆層との剥離を防止するため、
Cr含有量は15%以上にする必要がある。
次に溶射金属被覆層の厚さを0.05〜3.O+nとし
た理由について述べる。0.05u+より薄いと被覆層
が摩耗した場合、酸化皮膜の効果がなくなり種々の高温
特性が発揮できず、一方、溶射金属被覆層が3.Omm
より厚くなると被覆層内に応力が蓄積して金属基体から
剥離しやすくなるので、溶射金属被覆層の厚さは0.0
5〜3.0 mmの範囲内にする必要がある。
た理由について述べる。0.05u+より薄いと被覆層
が摩耗した場合、酸化皮膜の効果がなくなり種々の高温
特性が発揮できず、一方、溶射金属被覆層が3.Omm
より厚くなると被覆層内に応力が蓄積して金属基体から
剥離しやすくなるので、溶射金属被覆層の厚さは0.0
5〜3.0 mmの範囲内にする必要がある。
次に本発明を実施例について説明する。
(実施例工)
高温での耐食性を調査するために下記の試験を行った。
高温での耐食性材料として使用される50%Cr。
50%Ni合金を、100 X50鶴のSO5310素
材にプラズマ溶射した試験片と、その試験片にクロム酸
水溶液(比重1.60 ’)を塗布した後500℃に加
熱し、その後冷却して酸化クロム複合皮膜を形成させた
本発明による試験片を準備した。
材にプラズマ溶射した試験片と、その試験片にクロム酸
水溶液(比重1.60 ’)を塗布した後500℃に加
熱し、その後冷却して酸化クロム複合皮膜を形成させた
本発明による試験片を準備した。
それらの試験片に20mg/cnlの80%■203〜
20%Naz S O4の合成フラックスを塗布後90
0℃で12時間加熱保持試験を行い腐食量を求めた結果
を第1表に示す。
20%Naz S O4の合成フラックスを塗布後90
0℃で12時間加熱保持試験を行い腐食量を求めた結果
を第1表に示す。
第1表
同表より、本発明による酸化クロム複合皮膜の腐食量が
4.1 mg/cm2に比べて、50%Cr−50%N
i溶射金属皮膜は42.5 mg/cm”であり、高温
耐食性が10倍も優れ、飛躍的に改善されたことを示す
。
4.1 mg/cm2に比べて、50%Cr−50%N
i溶射金属皮膜は42.5 mg/cm”であり、高温
耐食性が10倍も優れ、飛躍的に改善されたことを示す
。
(実施例2)
18%Crおよび82%Niよりなる溶融材料を、ガス
溶射によってガラス金型用プランジャー表面に0.5龍
の厚さに被覆したプランジャーと、さらにその被覆層に
クロム酸水溶液(比重1.50)を塗布した後、450
℃に加熱し、その後冷却して酸化クロム複合皮膜を形成
させた本発明によるガラス金型用プランジャーを製作し
た。
溶射によってガラス金型用プランジャー表面に0.5龍
の厚さに被覆したプランジャーと、さらにその被覆層に
クロム酸水溶液(比重1.50)を塗布した後、450
℃に加熱し、その後冷却して酸化クロム複合皮膜を形成
させた本発明によるガラス金型用プランジャーを製作し
た。
上記2種類のガラス金型用プランジャーを実機試験した
ところ、従来品である18%Cr、82%Ni溶射金属
皮膜は110時間でガラスとの反応および損耗を生じた
が、本発明による酸化クロム複合皮膜は270時間まで
異常がなく寿命を延長した。
ところ、従来品である18%Cr、82%Ni溶射金属
皮膜は110時間でガラスとの反応および損耗を生じた
が、本発明による酸化クロム複合皮膜は270時間まで
異常がなく寿命を延長した。
(実施例3)
25%Cr、34%C0.32%Ni 、 8.5%A
Iおよび0.5%Yよりなる溶融材料を、耐熱合金から
なる炉内ロール表面にプラズマ溶射によって0.4−m
の厚さに被覆した炉内ロールと、さらにその被覆層にク
ロム酸水溶液(比!i1.55)を塗布した後、450
℃に加熱し、その後冷却して酸化クロム複合皮膜を形成
させた本発明による炉内ロールを製作した。
Iおよび0.5%Yよりなる溶融材料を、耐熱合金から
なる炉内ロール表面にプラズマ溶射によって0.4−m
の厚さに被覆した炉内ロールと、さらにその被覆層にク
ロム酸水溶液(比!i1.55)を塗布した後、450
℃に加熱し、その後冷却して酸化クロム複合皮膜を形成
させた本発明による炉内ロールを製作した。
上記2種類の炉内ロールを、無酸化雰囲気、使用温度9
80℃で長時間試験した結果を第2表に示す。
80℃で長時間試験した結果を第2表に示す。
第2表
同表より本発明による酸化クロム複合皮膜は炉内ロール
に要求される耐摩耗性および耐ピルドア、プ性ともに優
れている。ここに示すビルドアップとは熱処理炉内にお
いて鋼板などが搬送される際、鋼板などの付着酸化物ま
たは鉄粉などが炉内ロール表面に凝着焼付堆積する現象
である。
に要求される耐摩耗性および耐ピルドア、プ性ともに優
れている。ここに示すビルドアップとは熱処理炉内にお
いて鋼板などが搬送される際、鋼板などの付着酸化物ま
たは鉄粉などが炉内ロール表面に凝着焼付堆積する現象
である。
(実施例4)
30%Cr、60%C0.9%AIおよび1%Yよりな
る溶融材料を、5KD61からなる湯口内面にプラズマ
溶射によって0.5 asの厚さに被覆した湯口と、さ
らにその被覆層にクロム酸水溶液(比重1.60)を塗
布した後、480℃に加熱し、その後冷却する一連の処
理(クロム酸水溶液の塗布−480℃で加熱−冷却)を
3回繰り返して酸化クロム複合皮膜を形成した湯口を製
作した。
る溶融材料を、5KD61からなる湯口内面にプラズマ
溶射によって0.5 asの厚さに被覆した湯口と、さ
らにその被覆層にクロム酸水溶液(比重1.60)を塗
布した後、480℃に加熱し、その後冷却する一連の処
理(クロム酸水溶液の塗布−480℃で加熱−冷却)を
3回繰り返して酸化クロム複合皮膜を形成した湯口を製
作した。
上記2種類の湯口をAIダイキャスト機で長時間実機試
験した結果、従来品である30%Cr −Co。
験した結果、従来品である30%Cr −Co。
AI、Y溶射金属皮膜は3ケ月でAlによる浸食および
辛耗をうけたが、本発明による酸化クロム複合皮膜は8
ケ月間問題なく使用された。
辛耗をうけたが、本発明による酸化クロム複合皮膜は8
ケ月間問題なく使用された。
上記のごとく本発明による含クロム溶射金属被覆層上に
酸化皮膜を形成させた酸化クロム複合皮膜を有する耐熱
部材は、溶射被覆層表面の少なくとも一部は酸化クロム
によって被覆され、かっ溶射被覆層に存在する一部気孔
が酸化クロムによって充填されて、酸化クロムと溶射金
属被覆層が強固に結合されることにより高温強度、高温
耐摩耗性、高温耐食性。
酸化皮膜を形成させた酸化クロム複合皮膜を有する耐熱
部材は、溶射被覆層表面の少なくとも一部は酸化クロム
によって被覆され、かっ溶射被覆層に存在する一部気孔
が酸化クロムによって充填されて、酸化クロムと溶射金
属被覆層が強固に結合されることにより高温強度、高温
耐摩耗性、高温耐食性。
高温耐焼付性、溶融金属や溶融ガラスなど接触材質との
耐反応性に優れた特性を存する結果を得た。
耐反応性に優れた特性を存する結果を得た。
(発明の効果)
本発明による含クロム溶射金属被覆層−ヒに酸化皮膜を
形成させた酸化クロム複合皮膜を有する耐熱部材は、高
温強度、高温耐摩耗性、高温耐食性、高温耐焼付性、接
触材質との耐反応性など高温特性に優れており、高温で
使用される部材の寿命延長に大きく貢献するものである
。
形成させた酸化クロム複合皮膜を有する耐熱部材は、高
温強度、高温耐摩耗性、高温耐食性、高温耐焼付性、接
触材質との耐反応性など高温特性に優れており、高温で
使用される部材の寿命延長に大きく貢献するものである
。
第1図は、溶射金属被覆層中のCr含有量と剥離指数と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶射金属被覆層を有する耐熱部材において、前記溶
射金属被覆層はNi50〜85%、残部Crと不可避的
不純物よりなり、前記溶射金属被覆層の少なくとも一部
の表面ならびに開放気孔が酸化クロムにより被覆および
/または充填されており、かつ前記被覆層と酸化クロム
は強固に結合されてなる耐熱部材。 2、前記溶射金属被覆層の厚さは0.05〜3.0mm
の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の耐熱部材。 3、溶射金属被覆層を有する耐熱部材において、前記溶
射金属被覆層はCo、Niの何れか少なくとも1種50
〜71%、Al5〜13%、Y0.5〜1.0%、残部
Crと不可避的不純物よりなり、前記溶射金属被覆層の
少なくとも一部の表面ならびに開放気孔が酸化クロムに
より被覆および/または充填されており、かつ前記被覆
層と酸化クロムは強固に結合されてなる耐熱部材。 4、前記溶射金属被覆層の厚さは0.05〜3.0mm
の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載の耐熱部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14145786A JPS63487A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 含クロム溶射金属被覆層上に酸化皮膜を有する耐熱部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14145786A JPS63487A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 含クロム溶射金属被覆層上に酸化皮膜を有する耐熱部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63487A true JPS63487A (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=15292343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14145786A Pending JPS63487A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 含クロム溶射金属被覆層上に酸化皮膜を有する耐熱部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63487A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01306573A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-12-11 | Inco Ltd | 熱バリヤーを有する低膨張係数合金 |
WO1993011277A1 (fr) * | 1991-11-29 | 1993-06-10 | Nippon Steel Hardfacing Co., Ltd. | Procede de production d'un element d'immersion pour bain de metal fondu |
JP2001164381A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-19 | Tocalo Co Ltd | 耐硫酸露点腐食性に優れた複合被覆部材およびその製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5754282A (ja) * | 1980-09-17 | 1982-03-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Tainetsugokinnohyomenshorihoho |
JPS59203671A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-17 | Komatsu Ltd | 表面被覆方法 |
JPS60141861A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Nippon Steel Corp | 耐ビルドアツプ性の優れた連続焼鈍炉のハ−スロ−ル |
-
1986
- 1986-06-19 JP JP14145786A patent/JPS63487A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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